哈勃望遠鏡才幾十年,是什麼比光速還N倍,達到200億光年還來回?
據說,哈勃望遠鏡看到的200億光年的星系,是其200億年之前的景象。
大家知道,光是宇宙中已知的傳播速度最快的物質。達到30萬公里每秒。從地球傳播到月球只需要1秒。也就是說,我們從地球看到月球的景象是一秒之前的月球。
物理解釋這塊前面有答主說了,就不重複了,來講個故事吧。
小明今年二十歲,他走在街上,看不見任何二十年前的東西或者比他大的人,他買了一台兩年前生產的望遠鏡,這下子好啦,用望遠鏡一看,所有大於兩年的事物都消失啦。
這像不像奇幻小說呀。可這就是題主想法應用到地球上的結果呢。那麼為啥覺得在地球上荒唐的事情,放到宇宙中就能正常了?是不是有一種天上地下有不同規律的錯覺呢?比如天上是神仙住的,個個長生不老,天上一天頂人間一年之類的?
作為一介凡人,羨慕神仙是可以理解的。不過說起來,如果有這麼一類人,他們可以根據身邊東西的情況,推斷出整個宇宙的運行規律,並且造出可以到其他星球旅行的飛船,預測遙遠星球的興衰,那是不是也是很厲害呢?
這就是科學的力量。一個掌握了現代科學知識的人,如果穿越回古代,運用得法的話,可能會被古人當做神仙一樣敬拜吧。對於現代人來說,想要成為那樣可以了解宇宙的厲害的人,並不需要去名山修鍊,只要去大學讀一個科學相關的專業(比如物理、天文等)就可以了。
物理學研究的是自然規律,也就是宇宙本身的道理,這裡面隱含的意思就是,宇宙規律是普遍適用的,所以不論是身邊美女帥哥反射的光,還是遙遠的星系發出的光,都遵守同樣的物理規律。
宇宙浩瀚無垠,個人水平有限。如有疏漏,請多指教。
這個問題其實是錯誤的,因為概念沒有弄清楚。不管是人的眼睛還是望遠鏡在看東西的時候,都不是視線飛到物體上然後再反彈回來給眼睛或望遠鏡看到,因為根本就沒有視線這回事。
實際上,之所以我們會看到東西,是因為物體發出的光或者反射的光進入眼睛的視網膜上,其中的感光細胞會將視覺信息轉化成神經信號,再藉由視路傳向大腦的視覺中心進行成像。望遠鏡的成像原理與眼睛相類似,都是接收到物體的光,然後對其進行成像。
哈勃太空望遠鏡能看到多遠與它的年齡無關,而是與宇宙的年齡有關。宇宙誕生於138億年前,所以哈勃只能看到距離地球138億光年之內的天體,因為光在138億年的時間裡只能傳播138億光年。
目前,哈勃發現的最遙遠星系是GN-z11,這是一個矮星系,距離地球大約134億光年。這意味著,該星系在134億年前就發出了這道光,我們看到的是它在134億年前的樣子。在傳播了134億光年的距離之後,這個星系發出的光到達地球,被哈勃接收到。然而,經過了134億年之後,現在的GN-z11早就不在我們所看到的位置了。因為宇宙在不斷的膨脹,這個星系也隨之運動,它目前距離我們大約320億光年。這意味著,GN-z11現在發出的光永遠也無法到達地球,我們永遠也看不到它現在的樣子,因為處在138億光年之外的星系其退行速度超過了光速。
這裡總結一下,眼睛或望遠鏡看到東西不是因為視線飛出去碰到物體再反彈回來,而是因為物體發出的光或者反射的光進入眼睛或望遠鏡,然後再進行成像的結果。
你這個題目的主題大概是:我們觀測宇宙,人類的「眼光」飛出去,看到東西再飛回來反饋給我們?
其實這個想法也有可能,但是普遍認同的是,宇宙中的東西發射信號,我們監測的信號處理成我們需要的信息,我們能看到宇宙中的東西都是幾秒鐘前乃至160億年前的了。
以現在的技術只能被動觀測,不能反饋檢測。
讓我們先來解決另一個問題:為什麼光速這麼重要呢?
答案與一位叫做阿爾伯特?愛因斯坦的男人有關。他的狹義相對論對這一速度上限引發的許多後果進行了探討。
該理論最重要的觀點之一是,光速是一個常量。無論你身在何處,無論你速度多快,光傳播的速度始終保持不變。真空中的光速是每秒299792.458公里,約等於每秒30萬公里,速度非常之快。太陽距地球約1.5億公里,光只需要8分20秒就能跑過這段距離。
我們造出來的東西能與光速相提並論嗎?新視野號空間探測器是人類造出的速度最快的東西之一,相對地球的運行速度只有每秒鐘16公里,這個速度相對光速還是太慢。但這也帶來了一些概念上的問題。
想像一下這樣的場景:手電筒的光柱投射到一艘靜止的宇宙飛船的天花板上。光線先是朝上,被鏡子反射回來,然後投射到地板上。假設光線經過的距離為10米。
然後再想像一下,宇宙飛船開始以超高速運行,速度為每秒數千、甚至數萬公里。你打開手電筒之後,光線的運動方式看上去和之前一樣:先是往上走,然後被鏡子反射回來,投射到地板上。但由於鏡子此時正和宇宙飛船一起高速運行,要實現這樣的效果,光線的運動軌跡必須傾斜於地面,而不是垂直於地面。
因此光線經過的距離比之前增加了。假設這段距離增加了5米,光線經過的總距離就變成了15米,而不是之前的10米。
不過,雖然這段距離增加了,根據愛因斯坦的理論,光速仍然是不變的。速度等於距離除以時間,既然速度不變,距離增加,時間應該也增加了才對。
不錯,時間本身也被拉長了。這聽上去很異想天開,但實驗已經證實了這一點。
這種現象名叫時間膨脹效應。這意味著對於在高速運行的汽車中的人來說,時間過得比靜止時要慢一些。
加速的粒子速度很快,不斷給電子加速,使電子的速度越來越快。由於電子帶負電荷,只要使一塊材料帶上同樣的負電荷,就能把電子向前推出去。施加的能量越高,電子的速度也就越快。你可能會以為,要想達到每秒鐘30萬公里的速度,只要增加所施加的能量就可以了。但我們發現,電子是不可能達到那麼高的運行速度的。貝托齊的實驗顯示,增加能量之後,電子的運行速度並不會簡單地成比例增加。到了後來,就算施加了大量能量,電子的速度也只能加快一點點。這一速度會不斷接近光速,但永遠無法真正追上光速。
但光也是由一種叫做光子的粒子構成的。為什麼這些粒子就能達到光速,電子之類的粒子就不行呢?
「物體的運動速度越快,它就會變得越重;而物體變得越重,要想加速也就越難,因此你永遠不可能達到光速。」墨爾本大學的一名物理學家羅傑?拉索爾(Roger Rassool)說道,「光子實際上是沒有質量的。如果它有質量,也就不可能以光速運行了。」光子是一種非常特殊的粒子。不僅因為它們沒有質量,讓它們在宇宙這樣的真空中可以無拘無束地自由穿梭,還因為它們根本不需要加速。光的能量藉助波的形式傳播,這意味著從光子誕生的那一刻起,它就已經達到了最高速度。
不過,光有時似乎傳播得比我們認為的要慢一些。雖然互聯網技術人員喜歡說信息「以光速」在光纖中傳播,但光在光纖的玻璃中傳播的速度其實比在真空中慢40%。事實上,這些光子的運行速度仍然是每秒鐘30萬公里,但在光波穿過玻璃時,會從玻璃原子中釋放出其它的光子,對之前的光子造成一定干擾。這一點可能很難理解,但值得我們去注意一下。雖然我們還沒觀察到有什麼東西能超過光速,但這並不意味著,在非常特殊的情況下,理論上是無法打破光速的限制的。
另一個有趣的例子也與粒子有關。這些粒子無論相隔多遠,似乎都能同時表達出相同的特性。這一現象叫做「量子糾纏」。從本質上來說,光子可以在兩種狀態間隨機轉換,但如果兩個光子之間存在量子糾纏的話,其中一個光子的狀態將恰好與另一處的光子完全相同。因此,如果兩名科學家各負責觀察一個光子,他們就能同時得到相同的結果,而這一速度是超過了光速的。
宇宙深處各星系的光從星系誕生時就在不間斷的發光,我們站在地球上分分秒秒都在不斷的接收著來自宇宙深處各各方向發來的光線,特別是在大氣層以外,哈勃望遠鏡是被動吸收光源光線的望遠鏡,其本身並不發光,不過它的靈敏度特別高,能接收到人眼看不到的微弱光線。不同光源的光線互相有一定的干擾,如果地球附近沒有太陽,哈勃望遠鏡能接收到的宇宙信息將更多更多,一定還有眾多光線被中途的星系所阻擋,能來到地球的光線已經不知減少了多少倍,所謂的宇宙可能是虛擬現實VR技術,當然只是一部分人的懷疑而已,在沒有確鑿證據以前,我可不敢隨便亂講,僅此而己。
這個話題可以說直接了當的否定了天文學家共同承認的目前的星系是一百三十多萬年左右的一次大爆炸後形成的結果,哈勃太空望遠鏡功勞巨大,二百多億光年外的距離形成星系後光子經過了兩百多億光年傳遍整個宇宙空間,雖然哈勃望遠鏡僅有幾十年的時間歷史,就以十分清淅的觀測到它們的影象資料,至於那裡的星系是否存在這就不是我們關注的話題,時間和距離加上光子的運動速度,足以證明我們人類的聰明才智一定能夠戰勝一切困難,衝出太陽系,尋找新的家園。
望遠鏡在地球上不會動,等著地外光線射進來進行採集。然後就看設備的敏感度和還原度了,從四面八方傳播而來的可見與不可見光當中,找出奔跑最遠的光,來估測宇宙的半徑。宇宙的時間和空間,對於人類來說,是苛刻而無法逾越的,人類的地球文明的發展有太多的雜音甚至倒退,所以文明的傳承又是艱苦而複雜的過程,並不是全速前進的。
不能站在現有的科學理論上看宇宙,所以當然不能想當然的就認為光是宇宙第一速度,想當然的按照人類的生存條件去定義外星人的生存範圍。也許我們眼裡的宇宙就是一個人的身體,所謂一花一世界真的有可能甚至是非常有道理的
現在我們看到的從哈勃望遠鏡傳送下來的圖片 都是宇宙中很多年前的影像 打個比方 哈勃拍到距離地球10光年某個星體的影像 那我的看到的也是這個星體10年以前的景象 不是現在發生的
也不能說,沒有東西到達200億光年還回來!按照現在的認知理論,物質傳播可能發生偏轉,說不定某物質傳播並偏轉又回來了呢?!不論是不是真發生這樣的事,跟哈勃才幾十年沒有任何關係,就算哈勃才剛剛做出也可能這樣的事存在。因為僅僅是此物質(光也是物質)是我們認為是200億光年之外的,朝著地球這大方向而來,運行了某段時間後,恰恰在你用哈勃的時候,進去了你的視野。
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